陕西省安康市汉滨区五里镇农业综合服务站 陕西安康 725000
摘要：在沼液储存、输送工程，经常发生池子、管道淤积堵塞，池壁渗漏、安全防护、运营管理等问题，经过长期的观察、研究，笔者从沼液利用工程维修、管理实践中总结经验、解决了沼液池、输送管道淤积、堵塞管道中应注意的几个问题，以期在今后的设计及实际应用中得以借鉴。
关键词：沼液储存；输送；淤积堵塞；进水冲刷出口；筛网过滤
前言
发展循环经济、发展绿色经济、环境友好性经济是我国在新的历史时期提出新的基本国策，防止废水、废气污染、降低碳排放量是构建环境友好性经济重要的环节，为保护城市人口密集区环境、防止水体污染，我国新近颁布了养殖区域划分，南方大量不达标养殖场被强制封场、关闭，对划定区域内养殖场也提高养殖排放物排放标准，这都对各个养殖场对无害化养殖的重视，各养殖场纷纷新建了大批的粪便发酵池、沼气发电厂、沼液池、并对沼液实行循环利用、配套大量生态种植园、种植有机蔬菜、绿色蔬菜产品、无公害蔬菜，但在实际生产中出现大量问题困扰末端生产，比如沼液池沉淀严重、排放管口堵塞、管道堵塞、管道爆裂问题，就此问题作者本人经过大量实际调查研究提出了一些对策，便于在今后的设计工作中予以重视、避免发生较大损失、困扰生产运营。
一、沼液的主要特点
1.1沼液是一种液体速效有机肥料
堆肥、秸秆以及猪粪混合肥料、草料等是固体有机肥，在利用这些肥料的时候，主要是通过好氧发酵达到腐熟之后来使用，有机物是其主要的营养物质，因此，这些都属于缓效有机肥。而沼液是一种优质的有机肥料，具有水溶性以及速效性的优点，但是由于浓度不高，因此使用量较多。
1.2沼液无病虫传播
如果人畜粪尿中含有病毒病菌及虫卵，经厌氧发酵后，一般都能被杀死，避免病虫害的传播。
1.3沼液储运使用方式不同
通常情况下，在储藏、运输以及使用方面，固体有机肥更为方便快捷。而作为一种液体肥料，沼液的储藏、运输以及使用与固体有机肥大不相同。通常情况下，户用沼气池沼液量较小，每月沼液量2～3吨，一年可以满足2亩农作物对有机肥的需要。所以，户用沼气池的沼液利用难度小，采用人工肩挑手浇即可解决，对劳力素质要求也不是很严格。但是大中型沼气工程沼液量十分巨大，不仅需要规模较大的农作物面积，而且在储藏、运输、使用技术和手段上都有很高的要求。
1.4新鲜沼液含有其他有害物质
新鲜沼液除具有农作物需要的营养成分以外，也含有一些其他有害物质。一是含有残余气体，如沼气、硫化氢等气体物质；二是含有一些发酵不充分的固体残留物；三是大中型沼气工程处理的粪污，主要以商品饲料为主，盐基成分较高，酸性偏重。但大中型沼气工程，一般设计沼液后处理系统，经过好氧净化沉淀，这些问题基本得到解决。
二、沼液存储池工程概况
安康市汉滨区晨阳沼液储存池建设工程位于汉滨区江北办境内。沼液利用部分储存池设计新建铺设暗管3.28km，新建沼液12000m3储存池1座。本工程以服务晨阳现代农业示范园区中心园区2975.1亩现代设施农业建设有机生产为目标。著力打造以陕南特色富硒有机设施蔬菜为支柱产业，推广“畜—沼—菜”种养结合的低碳循环经济模式，配套完成区内、大棚滴灌工程、旅游与生态工程建设等为主导的水利工程配套思路，建设集流域治理、现代农业高新科技展示、科技成果转化和土地流转机制于一体的综合性现代农业科技生态型示范园区。
本工程一期主要工程量有：土方工程1.81万m3、砼1597.8m3，铺设管道1.28km。
工程一期预算总投资为242.97万元，永久工程投资324.59万元，（其中：建筑工程投资214.43万元；设备及安装工程投资0.71万元）；临时工程投资4.20万元，其他费用17.10万元。
三、沼液储藏池结构设计
3.1容积设计
根据方案设计结果，沼液储存池位于沼气发电厂下游东干三支渠处，按照自由出流条件，池底高程340m，日产生残余沼液150m3，按照目前农业生产要求，废液用于一年大致4次，分别为春播基肥、春菜基肥、冬菜基肥和夏菜及农作物基肥，最大时间间隔为冬菜与春菜，大约为10月～2月，按照上述，则沼液储存池设计容积≥150×150=22500m3，因此选择沼液储存池设计容积为25000m3。设计一期新建沼液12000m3储存池1座。
3.2结构设计
由于区域为膨胀性土壤，为了避免由于内部液体渗漏引起池体及基础变形，并且避免产生二次污染，选择在方案布置位置处采用开挖处理方式，将原有地面按照池底设计高程364.8m，364.05m高程以上挖出土填埋至池西侧皮塘上游。
然后采用0.5m砂卵石回填处理基础，顶高达364.55m；铺筑及压实方法参照相关规范。
砂卵石垫层上铺10cm厚C10砼垫层，高程至364.65m；
垫层上现浇12cm厚C15砼，上用SBS按照相关规范处理，然后上铺3cm厚砂浆，并采用原浆收面。
坡面采用清理开挖面至设计坡度，同时清理残土（保证砼有较好的固壁附壁力），然后现浇12cm厚C15砼，上用SBS按照相关规范处理，然后上铺3cm厚沙浆，并采用原浆收面。
池体周围挡墙按照梯形处理方式，梯形顶端为池顶高度，高程为369.30m；挡墙上顶宽度为4.0米，内坡1：0.5，外坡为1：0.7；池底采取南北两端向中间呈1：500比降倾斜；形成池体；同时完成出水口、进水口和排空孔的修筑；
为防止SBS遭到损坏，施工3cm厚沙浆时，应防止破坏防水层，施工缝和温度缝参照当地情况，可按照4.0×4.0m预留3cm宽缝，然后用聚氯乙烯胶泥填缝，然后采用原浆收面；池顶铺筑0.2m厚现浇C20砼；外侧采用浆砌石砌护护坡处理。沼液管选用Φ315—Φ90PE管道做主管道，支管道为Φ75—Φ32PE管道。
四、存在问题及对策
在工程交付运行后的一年里，发生过出流口淤积堵塞，管道堵塞、池壁渗漏等问题，经过长期的观察、研究对其中问题进行采取对策、处理存在问题、归纳以下修改完善沼液池、输送管道设计对策，值得同行在设计实践中重视、研究。
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4.1利用丙纶进行防渗
工程施工交付运行一年后，池壁SBS防水层出现鼓包、离层等现象渗漏严重，调查研究后结论为地下水位较高（约3.5米），池壁夏季温度高、池壁发生较小裂纹变形等综合因素引起池体渗漏，维修中采取按400g丙纶防水，表面做砂浆保护层，维修以来运行良好，充分体现丙纶应变能力较强，池壁发生较小裂纹变形，不会导致渗漏，防渗效果好，池壁和砂浆、砼结合力好、发生温度变形、离层可能性极小。
4.2加强池顶耐碱性腐蚀防护网安装
针对有小型动物坠入池中的现象发生，后期对池体顶部四周增加耐碱性腐蚀防护网、网具备有一定强度、韧性、高度不小于1500mm，防止行人坠池不安全事故发生，防护网安装在池壁顶部240mm厚、300mm高砖体上，砖体具有防止池外降水进入池内作用。
4.3检修踏步设置
沼液池在设计中未设置检修下池踏步、导致检修、年修如需下池底时无路可走、也增大了工作人员的不安全因素，检修人员畏难情绪严重，对设计的疏忽意见很大，设计欠人性化考虑，大型沼液储存池检修主要是定期清除沉淀沼渣，沼液池沼渣沉淀问题无法回避，也必需预设检修下池底途径，最安全实用的就是修建梯步，梯步宽以30cm为好，高为15cm左右，踏步高不宜大于20cm,踏步表面砂浆抹面即可，不宜压光，以免表面光滑，检修人员行走时易滑倒，导致不安全事件发生。检修踏步上端处设检修门、平时挂锁。
4.4池子未设计沉积坑，导致池底清污难
针对此问题应于池底出水口设置沉淀小池，检修时检修人员便于将池底沼液沼渣冲至此池，集中排放、清理，在池底高度预埋排污管道，冲洗物由小池经排污管道冲洗干净、排出储存池外，小池尺寸约1200*1200*1000mm。如不设置，无污泥聚集低点、在清除池底淤积时费时、费力清理难以达到较好效果。出水管设置高度高于排污管顶300mm。
4.5出水管口以及管道堵塞
原设计沼液进水口位置设置于池一侧顶端部，因沼液沉淀淤积堵塞出水管口，甚至堵塞管道。针对此问题对设计方案作调整，改变沼液管道进池位置在出口正上方。沼液通常为悬浮液、较为粘稠，管道进池位置设置是关键因素之一，设置不好极易因沼液沉淀淤积堵塞出水管口，甚至堵塞管道，致使管道报废。进水管口调整到出水口正上方，入池下泄水流对出水口时常进行冲刷，沼液在远离出水口处沉淀沉积，这样就保证了出水口不易被沉淀物淤积堵塞，极大降低了检修频率，只需按照岁修制度，定期清淤检修池内即可。
4.6管道局部爆裂
沼液灌溉管道在运行中因沼液留存时间过长持续发酵产生沼气，并导致耐压0.63 MPa的管道局部爆裂。在维修中对小于0.63 MPa管道予以更换成1.0MPa以上管道。管道设计在保证按照清水管正常设计耐压的基础上，耐压不宜小于1.0MPa，防止沼液进入管道中继续发酵产生沼气，加大管道内压力，若未及时排放沼液，致使压力过大超过管道设计压力而管道爆裂；末端管径建议不小于Φ32，小于此值时，沼液中的毛发因不易弯折而堵塞。沼液管的毛发杂物堵塞发生概率明显加大、频率增高。
4.7沼液池、输送管道沉积堵塞严重
导致严重沉积堵塞的源头是沼液入池进口端未作过滤设计，导致有塑料袋、及大量动物毛发等杂物排入池中，随管道排放，到管道末端时，管径变小，毛发堵塞管道，严重致使管道检修工作量变大，发生概率提高、有时不知堵塞何处、无法检修、严重时致使管道系统报废、财产损失大、对生产影响严重。运行中增加设计过滤池，过滤池净尺寸1200*1000*800mm，设计用0.5*0.5cm方格筛网三道、间隔500mm放置一道筛网，按杂物多少情况定期清理筛网毛发、杂物，以不影响沼液排放入池为宜，这样将极大减少入池毛发、杂物数量，为长期使用管道系统提高保证。
4.8工程实施经验总结
沼液输送系统管道尽量使用PE管道，因PE管道内壁光滑度好、阻力小，不宜沉淀、附着杂物，沼液化学成分含有碱性物质、PH值偏大，如使用钢管道、将减少使用年限、PVC抗老化性能也较差。在PE管Φ75直径以下管道安装中尽量使用对焊方式焊接，不使用承插焊接方式，承插焊接的焊接内壁郁积焊接驺起状严重，缩小接头处内壁直径，皱起易阻挡毛发引起管道堵塞。闸阀Φ90直径以下以球阀为主、球阀内径较大，通过性好，不易堵塞杂物。
4.9使用运行管理经验
要定期排放沼液、无论排放量的大小，实行定期排放、可保证管中沼液的流动性好、沼液沼渣不宜沉淀管道中，如长期不排放沼液，管道内沼液中中固体颗粒势必沉淀堵塞管道，最后后悔莫及，严重时致使管道系统报废。在计划长期不使用管道系统时应用清水冲洗管道，保持管内清洁。
本文作者曾指导解决沼液管道严重堵塞问题，最终排出管道沼液沼渣沉淀物。本工程在生产运行中一段时间没安排排放沼液，致使管道中沼液沼渣沉淀堵塞严重无法排放，虽多处检修，管道仍无法排放，曾考虑报废管道系统，在此情况下，请作者前往调研，提解决办法，笔者经细致观察，发现管道虽堵塞，但仍有点沥青状粘稠液体流出、间隔有喷射，随即要求将管段全段封闭3日以上，再打开末端阀门，开始时管道末端有沼液滴出、间隔有液体喷射、喷出气体遇明火可燃，管道阀门打开数小时后，管内由滴液间隔喷气、出流粘稠状沼液量逐步加大、最终由稠变稀，逐步恢复正常出流。笔者做了合理推断：第一管道内封闭，液体不可能挥发，推断管内是粘稠液体，但不会沉积变干、只要有流动性便可以缓慢出流，第二，管内沼液有一定持续发酵能力，发酵后气体气压逐步加大，压力到一定程度可以逐步将管内粘稠液体缓慢压出管道、只要产生流动性，便可以疏通管道，实现由稠变稀，恢复正常出流。实践证明推理是合理、科学的。在经过数十小时的缓慢出流后终于靠管内沼气压力将管道疏通，防止了整个管道系统的报废。
五、结语
充分利用沼液不仅可以生产大量有机食品，减少化肥用量，也是废物利用有效途径，防止畜禽养殖污水无序排放，保障江河水质不被污染的关键因素，加强对沼液认识、分析、充分考虑沼液特性，才能制定出符合沼液特性长期使用的沼液存储输送设计方案。
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作者简介
彭红星，男，出生于1970年，1991年7月毕业于陕西省安康工业学校水利水电工程专业。现任陕西省安康市汉滨区五里镇农业综合服务站工程师，主要从事水利水电工程设计施工管理工作。
论文作者:彭红星
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/14
标签：管道论文; 沼气论文; 工程论文; 出水口论文; 万元论文; 毛发论文; 杂物论文; 《基层建设》2016年16期论文;